JP2002013082A - Rubber-steel cord composite - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した接着力を得る。
【解決手段】 本発明のゴム−スチールコード複合体
は、天然ゴムおよび/または合成ゴムよりなるゴム成分
と、ゴム成分100重量部に対して、無機含水塩0.1〜1
0重量部および硫黄3〜8重量部を配合してなるゴム組
成物と、周面に表面の銅(Cu)濃度が15〜45アト
ミック%のブラスめっきを施されたスチールフィラメン
トの該周表面からフィラメント半径方向内側に15nm
の深さまでの表層領域に、コバルト(Co)原子および
ニッケル(Ni)原子のうち少なくとも1種を含有して
なるブラスめっき付きスチールフィラメント単独で、ま
たはこれを撚り合わせてなるスチールコードとからな
る。(57) [Summary] [PROBLEMS] To obtain a stable adhesive strength. SOLUTION: The rubber-steel cord composite of the present invention comprises a rubber component composed of a natural rubber and / or a synthetic rubber and 100 parts by weight of the rubber component, and contains 0.1 to 1 inorganic hydrate.
A rubber composition comprising 0 parts by weight and 3 to 8 parts by weight of sulfur, and a steel filament having a copper (Cu) concentration of 15 to 45 atomic% on its peripheral surface and a brass plated steel filament. 15 nm inside the filament in the radial direction
, And a brass-plated steel filament containing at least one of cobalt (Co) atoms and nickel (Ni) atoms in a surface layer region up to the depth of, or a steel cord obtained by twisting the filaments.
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、ゴム−スチールコ
ード複合体に関し、特に、コードめっき表面領域にCo
原子やNi原子を含有させ、また、ゴム組成物を特定の
配合とすることにより、接着性を改良する技術に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber-steel cord composite, and more particularly, to a method in which a surface of a cord plating is coated with Co.
The present invention relates to a technique for improving the adhesiveness by containing atoms or Ni atoms and making a rubber composition a specific compound.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平9−216768号公報には、練
り中あるいは加硫中に水分を供給するために無機含水塩
を配合し、加硫後接着力および耐熱老化特性を改良する
技術が開示されている。しかし、このように無機含水塩
を配合したゴム組成物をスチールコードとの複合体の形
成に使用した場合、当該配合ゴムを空気中に室温下で長
時間放置すると、初期接着力が低下する不都合がある。2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-216768 discloses a technique in which an inorganic hydrate is blended in order to supply water during kneading or vulcanization, and the adhesive strength and heat aging characteristics after vulcanization are improved. Have been. However, when the rubber composition blended with the inorganic hydrate is used for forming a composite with a steel cord, if the blended rubber is left in the air at room temperature for a long time, the initial adhesive strength is disadvantageously reduced. There is.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、高
い接着力を安定して発揮し、しかも長期保存しても接着
性が低下しないゴム−スチールコード複合体を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber-steel cord composite which stably exhibits a high adhesive strength and which does not lose its adhesiveness even after long-term storage. .
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】長期保存中、接着力及び
加硫ゴムの諸物性が変化するのは、無機含水塩が少しず
つ、徐々にゴム中のCo塩やNi塩と反応するためと考
えられる。ブラスめっき中にCoを含有するスチールコ
ード(スチールフィラメント(モノフィラメントコー
ド)も含む)と組合せることにより、無機含水塩とCo
塩との反応は抑制されると考え、検討した結果、長期保
存しても高い接着力が得られることを見い出し、本発明
を完成させた。During long-term storage, the adhesive strength and various physical properties of the vulcanized rubber change because the inorganic hydrate gradually reacts with the Co salt or Ni salt in the rubber gradually. Conceivable. By combining with steel cord containing Co during brass plating (including steel filament (monofilament cord)), inorganic hydrate and Co
The inventors considered that the reaction with the salt was suppressed, and as a result of investigation, found that a high adhesive strength could be obtained even after long-term storage, and completed the present invention.
【0005】本発明のゴム−スチールコード複合体の構
成は以下のとおりである。 (1)天然ゴムおよび/または合成ゴムよりなるゴム成
分と、ゴム成分100重量部に対して、無機含水塩0.1
〜10重量部および硫黄3〜8重量部を配合してなるゴム
組成物と、周面に、表面のCu濃度が15〜45アトミ
ック%のブラスめっきを施されたスチールフィラメント
の該表面からフィラメント半径方向内側に15nmの深
さまでの表層領域に、Co原子およびNi原子のうち少
なくとも1種を含有してなるブラスめっき付きスチール
フィラメント単独、またはこれを撚り合わせてなるスチ
ールコードとからなる。[0005] The constitution of the rubber-steel cord composite of the present invention is as follows. (1) A rubber component composed of natural rubber and / or synthetic rubber and 100 parts by weight of the rubber component are mixed with 0.1 parts of inorganic hydrate.
1010 parts by weight and 3-8 parts by weight of sulfur, and a steel filament whose peripheral surface has been subjected to brass plating with a Cu concentration of 15-45 atomic% on the peripheral surface. It consists of a brass-plated steel filament alone containing at least one of Co atoms and Ni atoms in the surface layer region up to a depth of 15 nm inward in the direction, or a steel cord obtained by twisting the filament.
【0006】(2)前記ゴム成分のうち、50重量%以
上が天然ゴムであることを特徴とする。 (3)前記合成ゴムが、スチレン・ブタジエンゴム、ブ
タジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、パ
ラメチルスチレン基を有するブチルゴム、エチレン・プ
ロピレン・ジエンゴム、イソプレンゴムよりなる群から
選択される少なくとも1種であることを特徴とする。 (4)前記スチレン・ブタジエンゴムは、ブタジエン部
分のビニル結合量が35〜85重量%であり、かつ結合
スチレン量が30重量%以下である溶液重合スチレン・
ブタジエンゴムであることを特徴とする。(2) The rubber component is characterized in that at least 50% by weight is natural rubber. (3) The synthetic rubber is at least one selected from the group consisting of styrene / butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, butyl rubber having a paramethylstyrene group, ethylene / propylene / diene rubber, and isoprene rubber. It is characterized by the following. (4) The styrene-butadiene rubber has a butadiene portion having a vinyl bond amount of 35 to 85% by weight and a bond styrene amount of 30% by weight or less.
It is a butadiene rubber.
【0007】(5)前記ブタジエンゴムのビニル結合量
が1〜85重量%であることを特徴とする。 (6)前記表層領域に含有されるCo原子およびNi原
子の総量が0.1アトミック%以上かつ前記表層領域のC
u原子の含有量以下であることを特徴とする。 (7)前記表層領域に含有されるCo原子およびNi原
子の総量が0.5〜5.0アトミック%であることを特徴と
する。 (8)前記表層領域で、酸化物に含まれないCo原子お
よびNi原子が、前記表層領域に含有されるCo原子お
よびNi原子の総量の50アトミック%以上であることを
特徴とする。 (9)前記ブラスめっきの平均厚みが0.13〜0.30μmで
あることを特徴とする。 (10)前記フィラメントの直径が0.40mm以下である
ことを特徴とする。(5) The butadiene rubber has a vinyl bond amount of 1 to 85% by weight. (6) The total amount of Co atoms and Ni atoms contained in the surface region is 0.1 atomic% or more and C in the surface region
It is not more than the content of u atoms. (7) The total amount of Co atoms and Ni atoms contained in the surface layer region is 0.5 to 5.0 atomic%. (8) In the surface region, the amount of Co atoms and Ni atoms not included in the oxide is 50 atomic% or more of the total amount of Co atoms and Ni atoms contained in the surface region. (9) The average thickness of the brass plating is 0.13 to 0.30 μm. (10) The diameter of the filament is 0.40 mm or less.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する。また、
ゴム成分100重量部に対して、無機含水塩を0.1〜
10重量部配合することを規定するが、0.1重量部未
満では、接着性に改良効果がなく、10重量部超過で
は、ゴム中水分率が高くなり過ぎ、逆に、接着力および
ゴム破壊特性の低下を招くため好ましくない。配合量
が、0.2〜8重量部、さらに0.3〜3重量部の場合
は、より効果的である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail. Also,
With respect to 100 parts by weight of the rubber component, 0.1 to
It is stipulated that 10 parts by weight be blended. If the amount is less than 0.1 part by weight, there is no effect of improving the adhesiveness. It is not preferable because the characteristics are deteriorated. When the amount is 0.2 to 8 parts by weight, more preferably 0.3 to 3 parts by weight, it is more effective.
【0009】本発明に好適に使用される無機含水塩とし
ては、NiSO4・7H2O、CoSO4・7H2O、Na
SO4・10H2O、CaSO4・2H2O、CuSO4・
5H 4O、Al2(SO4)3・18H2O、FeSO4・
7H2O、ZnSO4・7H2O、MgSO4・7H2O、
Na2S・9H2O、Na3PO4・12H2O、NaH2P
O4・2H2O、Na2HPO4・12H2O、Ni3(PO
4)2・8H2O、Mg3(PO4)2・8H2O、Li3PO
45H2O、Na4P2O7・10H2O、Ni2P2O 7・6
H2O、Mn4(P2O7)3・14H2O、CoCO3、6H
2O、NiCO3・6H2O、Na2CO3・10H2O、N
d2(CO3)3・8H2O、Na2SO3・7H2O、Ca
2Cl2・6H2O、NiCl2・6H2O、NaB4O7・
10H2O、FeCl3・6H2O、Na2SiO3・9H2
Oなどが挙げられる。The inorganic hydrate preferably used in the present invention is
The NiSOFour・ 7HTwoO, CoSOFour・ 7HTwoO, Na
SOFour・ 10HTwoO, CaSO4・ 2HTwoO, CuSOFour・
5H FourO, AlTwo(SO4)Three・ 18HTwoO, FeSOFour・
7HTwoO, ZnSOFour・ 7HTwoO, MgSOFour・ 7HTwoO,
NaTwoS ・ 9HTwoO, NaThreePOFour・ 12HTwoO, NaHTwoP
OFour・ 2HTwoO, NaTwoHPOFour・ 12HTwoO, NiThree(PO
Four)Two・ 8HTwoO, MgThree(POFour)Two・ 8HTwoO, LiThreePO
Four5HTwoO, NaFourPTwoO7・ 10HTwoO, NiTwoPTwoO 7・ 6
HTwoO, MnFour(PTwoO7)Three・ 14HTwoO, CoCOThree, 6H
TwoO, NiCOThree・ 6HTwoO, NaTwoCOThree・ 10HTwoO, N
dTwo(COThree)Three・ 8HTwoO, Na2SOThree・ 7HTwoO, Ca
TwoClTwo・ 6HTwoO, NiClTwo・ 6HTwoO, NaBFourO7・
10HTwoO, FeClThree・ 6HTwoO, NaTwoSiOThree・ 9HTwo
O and the like.
【0010】また、ゴム成分のうち、天然ゴムを50重
量%以上含有することを規定するが、50重量%未満で
は、接着特性およびゴム破壊特性の低下を招き好ましく
ないからである。[0010] Further, it is specified that the natural rubber is contained in the rubber component in an amount of 50% by weight or more. If the amount is less than 50% by weight, the adhesive property and the rubber breaking property are deteriorated, which is not preferable.
【0011】本発明のゴム成分のうち、合成ゴムとして
は、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエン
ゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチ
ルゴム、とりわけ臭素化ブチルゴム、パラメチルスチレ
ン基を有するブチルゴム(具体的には、イソブチレンと
p−ハロゲン化メチルスチレンとの共重合体等)、エチ
レン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、イソプレ
ンゴム(IR)が、耐熱老化性の点で好ましい。Among the rubber components of the present invention, the synthetic rubbers include styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber, especially brominated butyl rubber, and p-methylstyrene. Butyl rubber (specifically, a copolymer of isobutylene and p-halogenated methylstyrene, etc.), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), and isoprene rubber (IR) are preferable in terms of heat aging resistance.
【0012】また、SBRのうち、ビニル結合量が35
〜85重量%であり、かつ結合スチレン量が30重量%
以下である、溶液重合SBRが好ましいが、これは、ビ
ニル結合量が35〜85重量%のときに、ゴム組成物の
耐熱老化性と破壊特性のバランスがよく、また、結合ス
チレン量が30重量%以下のときに、接着性により優れ
るからである。BRの場合は、ビニル結合量が1〜85
重量%であると、ゴム組成物の耐熱老化性のメリットが
大きく、破壊特性にも優れるため好ましい。Further, of the SBR, the vinyl bond content is 35%.
~ 85% by weight and the amount of bound styrene is 30% by weight
The following, solution-polymerized SBR is preferred, which has a good balance between the heat aging resistance and the breaking properties of the rubber composition when the vinyl bond amount is 35 to 85% by weight, and has a combined styrene amount of 30% by weight. % Or less, the adhesiveness is more excellent. In the case of BR, the vinyl bond amount is 1 to 85.
When it is% by weight, the rubber composition has a great merit of heat aging resistance and is excellent in breaking characteristics, so that it is preferable.
【0013】また、ゴム成分100重量部に対して、硫
黄を3〜8重量部配合することを規定するが、3重量部
未満では、硫黄−ゴム加硫接着本来の接着力の確保が難
しくなる領域であり、8重量部超過では、ゴム物性の耐
熱老化性および耐熱接着特性の低下を招き好ましくない
からである。Further, it is specified that 3 to 8 parts by weight of sulfur is blended with respect to 100 parts by weight of the rubber component, but if the amount is less than 3 parts by weight, it is difficult to secure the original adhesive force of sulfur-rubber vulcanization bonding. This is because it is a range, and if it exceeds 8 parts by weight, the heat aging resistance and the heat resistant adhesive properties of the rubber are reduced, which is not preferable.
【0014】さらに、本発明では、上記成分の他に、ゴ
ム業界で通常使用される配合剤を適宜配合することがで
きる。具体的には、ゴム成分100重量部に対して、亜
鉛華を2〜10重量部、加硫促進剤を0.3〜2重量
部、カーボンブラックを30〜70重量部、および接着
促進剤を0.25〜3重量部等であり、これは、ゴム成
分100重量部に対して、亜鉛華が2重量部未満では、
ゴム弾性率が十分に得られず、10重量部超過では接着
性が低下し、加硫促進剤が0.3重量部未満では、十分
なゴム弾性率が得られず、2重量部超過では、接着性が
低下し、カーボンブラックが30重量部未満では、十分
なゴム弾性率が得られず、70重量部超過では、破壊特
性が低下し、接着促進剤が0.25重量部未満では、効
果が得られず、3重量部超過では耐熱老化性が劣るから
である。Further, in the present invention, in addition to the above components, a compounding agent usually used in the rubber industry can be appropriately compounded. Specifically, based on 100 parts by weight of the rubber component, 2 to 10 parts by weight of zinc white, 0.3 to 2 parts by weight of a vulcanization accelerator, 30 to 70 parts by weight of carbon black, and 30 parts by weight of an adhesion promoter 0.25 to 3 parts by weight, etc., which means that when zinc white is less than 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component,
When the rubber elastic modulus is not sufficiently obtained, the adhesiveness is reduced when the amount exceeds 10 parts by weight, and when the vulcanization accelerator is less than 0.3 parts by weight, a sufficient rubber elasticity is not obtained, and when the amount exceeds 2 parts by weight, When the adhesion is reduced and carbon black is less than 30 parts by weight, a sufficient rubber elastic modulus cannot be obtained, and when it is more than 70 parts by weight, the destructive properties are reduced. Is not obtained, and when it exceeds 3 parts by weight, heat aging resistance is inferior.
【0015】さて、発明者らは、フィラメントの周面に
施したブラスめっきについて、めっき表面からその深さ
方向における成分組成と初期接着性との関係を明らかに
するため、通常使用しているブラスめっきフィラメント
へCoイオン注入を行って、接着促進剤を減量もしくは
無添加とした被覆ゴムとの接着性を検討した。すなわ
ち、イオンプランテーションの技術を用いて、イオン注
入時間とブラスめっき表面のCo含有量との関係、及び
例えば図1に示すイオン化率とCo含有量の深さ方向分
布との関係を、予め把握して、めっき表層のCo含有量
を種々に制御し、初期接着性との関係を調査した。[0015] The inventors of the present invention have used brass plating, which is usually used in order to clarify the relationship between the component composition in the depth direction from the plating surface and the initial adhesiveness of the brass plating applied to the peripheral surface of the filament. Co ions were implanted into the plating filaments to examine the adhesion to the coated rubber with the adhesion promoter reduced or not added. That is, using the ion plantation technique, the relationship between the ion implantation time and the Co content on the surface of the brass plating and the relationship between the ionization rate and the depth direction distribution of the Co content shown in FIG. 1 are grasped in advance. Then, the Co content of the plating surface layer was variously controlled, and the relationship with the initial adhesiveness was investigated.
【0016】その結果、めっき表面から15nmの深さ
までCoを含有させることが、初期接着性の改善に最も
有効であることを新たに見出し、この発明を完成するに
至ったのである。すなわち、めっき表面から深さ方向に
Co含有領域を拡げて、その領域の拡大過程の種々の段
階において、初期接着性を評価したところ、Co含有領
域を深さ方向に拡げるほど、初期接着性は改善される
が、15nmをこえる深さにまでCo含有領域を拡げて
も、それ以上に初期接着性が改善されることはなく、そ
の効果が15nmの深さを境に飽和することが、判明し
た。As a result, it was newly found that the inclusion of Co to a depth of 15 nm from the plating surface was most effective for improving the initial adhesion, and the present invention was completed. That is, the initial adhesion was evaluated by expanding the Co-containing region in the depth direction from the plating surface and evaluating the initial adhesion at various stages of the enlarging process of the region. As the Co-containing region was expanded in the depth direction, the initial adhesion increased. It was found that even if the Co-containing region was expanded to a depth exceeding 15 nm, the initial adhesiveness was not further improved, and the effect was saturated at a depth of 15 nm. did.
【0017】一方、めっき表面のみのCo含有量を増加
して同様に初期接着性を評価したところ、一定の深さま
でCoが拡散されていなければ、初期接着性の改善効果
は小さく、実際にコバルト金属塩を減量もしくは無添加
とした被覆ゴムとの初期接着性が確保されるレベルにな
いことも判明した。On the other hand, when the initial adhesion was similarly evaluated by increasing the Co content only on the plating surface, if the Co was not diffused to a certain depth, the effect of improving the initial adhesion was small, It was also found that the initial adhesion to the coated rubber with reduced or no added metal salt was not at a level that would ensure it.
【0018】さらに、めっき表面から15nmの深さま
での表層領域におけるCo含有量について検討したとこ
ろ、その含有量が0.1アトミック%未満では上記の初
期接着性の改善効果に乏しく、一方表層領域のCu含有
量をこえると初期接着性の改善効果が飽和するため、
0.1アトミック%以上表層領域のCu含有量以下の範
囲とすることが好ましい。より好ましくは、0.5〜
5.0アトミック%の範囲とすることが推奨される。Further, when the Co content in the surface layer region from the plating surface to a depth of 15 nm was examined, if the content was less than 0.1 atomic%, the effect of improving the initial adhesion was poor, while the effect of the surface region was poor. When the Cu content is exceeded, the effect of improving the initial adhesiveness is saturated.
It is preferable that the content be in the range of 0.1 atomic% or more and the Cu content of the surface layer region or less. More preferably, 0.5 to
It is recommended to be in the range of 5.0 atomic%.
【0019】なお、めっき表面から15nmの深さまで
の表層領域に限定してCoを含有させる際、イオン注入
を用いると、先に図1に例示したように、Coの含有は
めっき表面から深さ方向に漸減する濃度勾配を示すこと
になる。この場合、上記の表層領域におけるCo含有量
とは、後述する通り、X線光電子分光(XPS)法を用
いて図3のようなデプスプロファイルを作成し、表層領
域全体のCu、Zn、Coの全アトミック量に対するC
oアトミック%量を算出して得る。Ni含有量について
も同様である。When Co is contained only in the surface layer up to a depth of 15 nm from the plating surface, if ion implantation is used, as shown in FIG. It will show a concentration gradient that gradually decreases in the direction. In this case, as described below, the Co content in the surface layer region is obtained by creating a depth profile as shown in FIG. 3 by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to obtain Cu, Zn, and Co in the entire surface region. C for total atomic amount
o It is obtained by calculating the atomic% amount. The same applies to the Ni content.
【0020】ここで、めっき表面から15nmの深さま
での表層領域にCoを含有させることによって初期接着
性が改善するのは、Coがめっき表面から15nmの深
さまで拡散して初めて、加硫接着時におけるめっき内部
のCuの有効な拡散を実現させることができるからであ
る。また、この深さをこえる領域にCoがめっき中に拡
散していたとしても、その効果は飽和することが明らか
であり、Coの増加によるコスト増をまねくことにな
る。上記の知見は、Coの場合に限らず、Niの場合も
同様であった。The reason that the initial adhesion is improved by containing Co in the surface layer region up to a depth of 15 nm from the plating surface is that Co is diffused from the plating surface to a depth of 15 nm before the vulcanization bonding. This is because effective diffusion of Cu inside the plating can be realized. Further, even if Co diffuses into the region exceeding this depth during plating, it is clear that the effect is saturated, and the cost increases due to an increase in Co. The above findings were not limited to Co, but were similar for Ni.
【0021】以上、めっき表面から深さ方向にCoを含
有させるに当りイオン注入技術を用いたが、ブラスめっ
きの表層領域にCoまたはNiを入れ込む、他の方法を
検討したところ、ブラスめっきを施したフィラメント
を、例えば水1l当たりに水100重量部に対して5〜
10重量部のコバルト金属塩と適度な界面活性剤とを分
散させたコロイドに浸して乾燥させる工程を繰り返した
後に、150℃〜250℃の温度で熱処理を施すことに
よっても、Coを15nm深さのめっき内部まで拡散さ
せることができた。その際、コードを液に浸す回数、乾
燥回数及び熱拡散回数のいずれか少なくとも1つを制御
することによって、表層のコバルト含有量を調整可能で
ある。かように製造したフィラメントのめっき深さ方向
において、Cu、Zn及びCoの光電子分光分析を用い
て元素定量した結果の一例を、Co含有量について図2
に示す。As described above, the ion implantation technique was used to contain Co in the depth direction from the plating surface. However, when other methods of inserting Co or Ni into the surface layer region of the brass plating were examined, it was found that the brass plating was The applied filament is, for example, 5 to 100 parts by weight of water per liter of water.
After repeating the process of immersing in a colloid in which 10 parts by weight of a cobalt metal salt and an appropriate surfactant are dispersed and drying, and then performing a heat treatment at a temperature of 150 ° C. to 250 ° C., the Co can be formed to a depth of 15 nm. Was able to diffuse to the inside of the plating. At this time, the cobalt content of the surface layer can be adjusted by controlling at least one of the number of times of dipping the cord in the liquid, the number of times of drying, and the number of times of thermal diffusion. FIG. 2 shows an example of the result of elemental quantification of Cu, Zn, and Co in the plating depth direction of the filament manufactured as described above using photoelectron spectroscopy.
Shown in
【0022】同様に、スチールコードを製造する際、そ
のフィラメントの伸線工程において、潤滑剤中に接着促
進剤であるCoやNiの金属塩を適量添加し、伸線時の
発熱を利用してCoやNiを15nmのめっき内部まで
拡散させることも可能である。Similarly, when producing a steel cord, in the step of drawing a filament, an appropriate amount of a metal salt of Co or Ni as an adhesion promoter is added to a lubricant, and heat generated during drawing is used. It is also possible to diffuse Co or Ni to the inside of the 15 nm plating.
【0023】次に、めっき表面における、Cu含有量に
ついて鋭意検討した。すなわち、めっきの基本組成は、
初期接着性に加えて、ゴム加硫後の耐熱及び耐湿接着性
などの接着耐久性を考慮する必要があり、接着耐久性の
観点から、最表面におけるCu含有量を45アトミック
%以下、好ましくは40アトミック%以下に制限する必
要がある。一方、初期接着性を確保するには一定量以上
のCuの含有が必要であり、Cu含有量を15アトミッ
ク%以上、好ましくは25アトミック%以上とする。Next, the Cu content on the plating surface was studied diligently. That is, the basic composition of plating is
In addition to the initial adhesiveness, it is necessary to consider adhesion durability such as heat resistance and humidity resistance after rubber vulcanization, and from the viewpoint of adhesion durability, the Cu content on the outermost surface is 45 atomic% or less, preferably It must be limited to 40 atomic% or less. On the other hand, in order to secure the initial adhesiveness, it is necessary to contain a certain amount or more of Cu, and the Cu content is made 15 atomic% or more, preferably 25 atomic% or more.
【0024】ちなみに、この発明に従ってめっき基本組
成及びCo含有量を規制した際の、めっき表層領域を含
む、めっき深さ方向の各成分の濃度分布の典型例を、図
3に示す。FIG. 3 shows a typical example of the concentration distribution of each component in the plating depth direction, including the plating surface layer region, when the basic plating composition and the Co content are regulated according to the present invention.
【0025】また、表層領域に含有されるCo及びNi
の総量の50アトミック%以上が、酸化物に含まれない
Co及び/またはNiであることが好ましい。なぜな
ら、酸素と結びついた酸化コバルト等は強固な結合のた
め極めて安定であり、CoないしはCoイオンの金属中
での拡散や移動が不可能となる。その結果としてCoと
Cuとの交換反応や置換反応が進まなくなり、接着促進
剤としての役割を果たし得なくなるからである。Further, Co and Ni contained in the surface layer
It is preferable that 50 atomic% or more of the total amount of Co is Co and / or Ni not contained in the oxide. This is because cobalt oxide or the like combined with oxygen is very stable due to its strong bond, and makes it impossible for Co or Co ions to diffuse or move in the metal. As a result, the exchange reaction and the substitution reaction between Co and Cu do not proceed, and cannot play a role as an adhesion promoter.
【0026】なお、表層領域に含有される酸化物に含ま
れないCoまたはNiの定量は、めっき表面をX線光電
子分光法にて測定した結果に基づく、例えば図4に示す
Coのスペクトル模式図における、酸化物と金属との面
積比から両者の存在比から求めることができる。The amount of Co or Ni not contained in the oxide contained in the surface layer region is determined based on the result of measuring the plating surface by X-ray photoelectron spectroscopy, for example, as shown in FIG. Can be determined from the area ratio between the oxide and the metal from the abundance ratio of both.
【0027】さらに、ブラスめっきの平均厚みを0.1
3〜0.30μmとすることが有利である。すなわち、
めっき平均厚みが0.13μm未満になると、鉄地が露出
する部分が増加し初期接着性が阻害され、0.30μm
を超えると、ゴム物品使用中の熱によって過剰に接着反
応が進行し脆弱な接着しか得らなくなるからである。Further, the average thickness of the brass plating is 0.1
Advantageously, it is between 3 and 0.30 μm. That is,
When the average plating thickness is less than 0.13 μm, the portion where the iron base is exposed increases, and the initial adhesiveness is impaired.
This is because, if it exceeds, the adhesive reaction proceeds excessively due to the heat during use of the rubber article, and only fragile adhesion can be obtained.
【0028】なお、フィラメント直径は0.40mm以
下であることが有利である。なぜなら、0.40mmを
超えると、使用したゴム物品が曲げ変形下で繰り返し歪
を受けたときに、表面歪が大きくなり、座屈を引き起し
易くなるからでる。It is advantageous that the filament diameter is 0.40 mm or less. This is because, when it exceeds 0.40 mm, when the used rubber article is repeatedly subjected to distortion under bending deformation, the surface distortion becomes large and buckling is easily caused.
【0029】また、めっきにおけるCoの定量は、X線
光電子分光法を用いて、めっき表面からSiO2 のエ
ッチングスピード換算で15nm以上の深さまで、C
u、Zn、Co、O及びCの特徴的な光電子をモニター
にしてアルゴンエッチングを行いながら、各深さiに存
在する元素量を定量し、Cuiアトミック%及びCoiア
トミック %をそれぞれ求め、さらに15nmまでのデ
プスプロファイル(図3参照)を作成し、その領域での
Cu、Zn及びCoの相対面積から表層領域のCoアト
ミック%を算出した。なお、めっき厚さは、0.25μm
である。The amount of Co in the plating is determined by X-ray photoelectron spectroscopy from the plating surface to a depth of 15 nm or more in terms of the etching speed of SiO 2.
While performing argon etching while monitoring characteristic photoelectrons of u, Zn, Co, O, and C, the amount of elements present at each depth i was quantified, and Cu i atomic% and Co i atomic% were obtained, respectively. Further, a depth profile up to 15 nm (see FIG. 3) was created, and the Co atomic% of the surface layer region was calculated from the relative areas of Cu, Zn, and Co in that region. The plating thickness is 0.25 μm
It is.
【0030】ここで、Cuiアトミック%及びCoiアト
ミック%は、 Cuiアトミック %=[fcu Cuin/(fcuCuin+fznZnin+f
coCoin)]×100 Coiアトミック %=[fco Coin/(fcuCuin+fznZnin
+fcoCoin)]×100 ただし、fcu, fzn, fco は各元素の感度係数であり、Cu
in、Znin、Coinは深さiの位置での各元素のカウント数
で単位はcount per secondである。Here, Cu i atomic% and Co i atomic% are: Cu i atomic% = [fcu Cu in / (fcu Cu in + fznZn in + f
coCo in )] × 100 Co i atomic% = [fco Co in / (fcuCu in + fznZn in
+ fcoCo in )] × 100 where fcu, fzn, and fco are sensitivity coefficients of each element, and Cu
in , Zn in , and Co in are count numbers of each element at the position of the depth i, and the unit is count per second.
【0031】[0031]
【実施例】以下に本発明を具体的に説明する。表1記載
の配合に従い、ゴム組成物を調製し、下記の方法により
試験し、結果を同じく表1中に記載する。なお、表中、
[乾燥後]の接着力はゴム成分、C/B、ZnO、老化
防止剤、加硫促進剤、硫黄に関し、配合前に真空乾燥し
た場合のデータであり、[放置後]の接着力については
ゴムの混練り後、25℃、湿度50%に調温調湿された
空気中に1日、1週間、2週間、4週間それぞれ放置し
た後に、同様な方法で測定を行った場合のデータであ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below. According to the formulation shown in Table 1, a rubber composition was prepared and tested by the following method. The results are also shown in Table 1. In the table,
The adhesion after [drying] is the data for the rubber component, C / B, ZnO, anti-aging agent, vulcanization accelerator, and sulfur, and is data when vacuum-dried before blending. After kneading the rubber, the sample was left for 1 day, 1 week, 2 weeks, and 4 weeks in air conditioned at 25 ° C. and 50% humidity, respectively, and then measured in the same manner. is there.
【0032】接着力の測定 黄銅メッキ(スチールコードAはCu:63重量%、Z
n:37重量%であり、スチールコードBはCu:63
重量%、表層領域のCo:1.0重量%である。)し、各
スチールコード(1×5構造、素線径0.25mm)を
12.5mm間隔で平行に並べ、該スチールコードを両
側からゴム組成物(表1記載の配合)でコーティングし
てサンプルを作成した。これを160℃×20分間で加
硫した後、ASTM−D−2229に準拠してスチール
コードを引き抜き、その時の引き抜き力を測定し、コン
トロール(比較例1の1日放置後の接着力)を100と
して指数表示した。数値が大きい程接着力が大きく、良
好であることを示す。Measurement of adhesive strength Brass plating (steel cord A: Cu: 63% by weight, Z
n: 37% by weight, and steel cord B is Cu: 63
% By weight, Co in the surface layer region: 1.0% by weight. ), Each steel cord (1 × 5 structure, wire diameter 0.25 mm) was arranged in parallel at 12.5 mm intervals, and the steel cord was coated from both sides with a rubber composition (composition shown in Table 1) to obtain a sample. It was created. After vulcanizing this at 160 ° C. for 20 minutes, the steel cord was pulled out in accordance with ASTM-D-2229, the pulling force at that time was measured, and the control (adhesion force of the comparative example 1 after standing for one day) was determined. The index was indicated as 100. The larger the numerical value, the higher the adhesive strength and the better.
【0033】[0033]
【表1】 表1の結果より、[乾燥後]および[放置後]の接着力
ともに、本発明のゴム−スチールコード複合体は、高い
接着力を維持していることがわかる。[Table 1] From the results shown in Table 1, it can be seen that the rubber-steel cord composite of the present invention maintains a high adhesive strength in both the adhesive strength after drying and after standing.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のゴム−ス
チールコード複合体は、季節等の環境条件や作業条件に
左右されない安定した接着力を発揮できる。As described above, the rubber-steel cord composite of the present invention can exhibit a stable adhesive force which is not affected by environmental conditions such as seasons and working conditions.
【図1】 イオンプランテーションによってCoをブラ
スめっき表面に注入した時のめっき表面から内部への深
さ方向Co含有量の分布を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the distribution of the Co content in the depth direction from the plating surface to the inside when Co is injected into the brass plating surface by ion plantation.
【図2】 コバルト金属塩を含むコロイドに浸漬、乾燥
して200℃でCoをめっき内部に熱拡散させた時のめ
っき表面から内部への深さ方向Co含有量の分布を示す
図である。FIG. 2 is a view showing the distribution of the Co content in the depth direction from the plating surface to the inside when the Co is immersed in a colloid containing a cobalt metal salt, dried, and thermally diffused at 200 ° C. into the inside of the plating.
【図3】 ブラスめっきにおける各成分の深さ方向の濃
度分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a concentration distribution in the depth direction of each component in brass plating.
【図4】 ブラスめっき表面のCoの状態をX線光電子
分光法で回折したときのスペクトル模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a spectrum when the state of Co on the surface of the brass plating is diffracted by X-ray photoelectron spectroscopy.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 21/00 C08L 21/00 // B60C 1/00 B60C 1/00 C 9/00 9/00 K Fターム(参考) 3B153 AA02 BB01 CC29 CC41 CC52 CC55 GG13 4F072 AA04 AB11 AD02 AD04 AE02 AF01 AF02 AF04 AL18 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 BB151 BB181 BB241 DA047 DD066 DD076 DE216 DE226 DG046 DH046 DJ006 DK006 FD147 FD206 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08L 21/00 C08L 21/00 // B60C 1/00 B60C 1/00 C 9/00 9/00 KF Terms (reference) 3B153 AA02 BB01 CC29 CC41 CC52 CC55 GG13 4F072 AA04 AB11 AD02 AD04 AE02 AF01 AF02 AF04 AL18 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 BB151 BB181 BB241 DA047 DD066 DD076 DE216 DE226 DG046 DH046 DJ006 006 006
Claims (10)
るゴム成分と、ゴム成分100重量部に対して、無機含
水塩0.1〜10重量部および硫黄3〜8重量部を配合して
なるゴム組成物と、周面に、表面の銅(Cu)濃度が1
5〜45アトミック%のブラスめっきを施されたスチー
ルフィラメントの該表面からフィラメント半径方向内側
に15nmの深さまでの表層領域に、コバルト(Co)
原子およびニッケル(Ni)原子のうち少なくとも1種
を含有してなるブラスめっき付きスチールフィラメント
単独で、またはこれを撚り合わせてなるスチールコード
とからなるゴム−スチールコード複合体。1. A rubber composition comprising a rubber component composed of a natural rubber and / or a synthetic rubber, and 0.1 to 10 parts by weight of an inorganic hydrate and 3 to 8 parts by weight of sulfur with respect to 100 parts by weight of the rubber component. And the peripheral surface has a copper (Cu) concentration of 1 on the surface.
Cobalt (Co) is added to the surface layer of the brass-plated steel filament of 5 to 45 atomic% from the surface to a depth of 15 nm radially inward from the surface.
A rubber-steel cord composite comprising a brass-plated steel filament containing at least one of atoms and nickel (Ni) atoms alone or a steel cord obtained by twisting the filaments.
天然ゴムであることを特徴とする請求項1記載のゴム−
スチールコード複合体。2. The rubber according to claim 1, wherein 50% by weight or more of the rubber component is natural rubber.
Steel cord composite.
ゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチル
ゴム、パラメチルスチレン基を有するブチルゴム、エチ
レン・プロピレン・ジエンゴム、イソプレンゴムよりな
る群から選択される少なくとも1種であることを特徴と
する請求項1または2記載のゴム−スチールコード複合
体。3. The synthetic rubber is at least one selected from the group consisting of styrene / butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, butyl rubber having a paramethylstyrene group, ethylene / propylene / diene rubber, and isoprene rubber. The rubber-steel cord composite according to claim 1 or 2, wherein
ジエン部分のビニル結合量が35〜85重量%であり、
かつ結合スチレン量が30重量%以下である溶液重合ス
チレン・ブタジエンゴムであることを特徴とする請求項
3記載のゴム−スチールコード複合体。4. The styrene-butadiene rubber has a butadiene portion having a vinyl bond amount of 35 to 85% by weight,
The rubber-steel cord composite according to claim 3, which is a solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a bound styrene content of 30% by weight or less.
〜85重量%であることを特徴とする請求項3記載のゴ
ム−スチールコード複合体。5. The butadiene rubber has a vinyl bond amount of 1
The rubber-steel cord composite according to claim 3, wherein the content is from about 85% by weight.
びNi原子の総量が0.1アトミック%以上かつ前記表層
領域のCu原子の含有量以下であることを特徴とする請
求項1から5のいずれか1項に記載のゴム−スチールコ
ード複合体。6. The method according to claim 1, wherein the total amount of Co atoms and Ni atoms contained in said surface layer region is not less than 0.1 atomic% and not more than Cu atom content in said surface layer region. The rubber-steel cord composite according to claim 1.
びNi原子の総量が0.5〜5.0アトミック%であること
を特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のゴ
ム−スチールコード複合体。7. The rubber-steel according to claim 1, wherein the total amount of Co atoms and Ni atoms contained in the surface layer region is 0.5 to 5.0 atomic%. Code complex.
o原子およびNi原子が、前記表層領域に含有されるC
o原子およびNi原子の総量の50アトミック%以上であ
ることを特徴とする請求項1から7のいちいずれか1項
に記載のゴム−スチールコード複合体。8. In the surface layer region, C not contained in the oxide
o atoms and Ni atoms contain C atoms contained in the surface layer region.
The rubber-steel cord composite according to any one of claims 1 to 7, wherein the total amount of the o atoms and the Ni atoms is 50 atomic% or more.
30μmであることを特徴とする請求項1から8のうちい
ずれか1項に記載のゴム−スチールコード複合体。9. An average thickness of the brass plating is 0.13 to 0.1.
The rubber-steel cord composite according to any one of claims 1 to 8, wherein the thickness is 30 µm.
下であることを特徴とする請求項1から9のうちいずれ
か1項に記載のゴム−スチールコード複合体。10. The rubber-steel cord composite according to claim 1, wherein the filament has a diameter of 0.40 mm or less.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003012862A (en) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd :The | Rubber composition for sheathing steel code |
| JP2009062014A (en) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Bridgestone Corp | Tire |
| WO2013035805A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | 栃木住友電工株式会社 | Metal wire for rubber reinforcement, manufacturing method for same, and tyre |
| JP2016044370A (en) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 新日鐵住金株式会社 | Ultrafine plated steel wire excellent in adhesiveness to rubber and rubber composite including the same |
-
2000
- 2000-06-29 JP JP2000196327A patent/JP2002013082A/en active Pending
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